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常州龙力机械有限公司
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1、常州空压机的类型及其润滑要求
空气压缩机按压缩气体方式的不同，分为容积式和速度式两大类。容积式空气压缩机是依赖气缸内作往复运动的活塞或作旋转运动的转子来改变气体容积，从而压缩气体，提高压力。速度式空气压缩机则是借助于高速旋转叶轮的作用，使气体得到很高的速度，然后又在扩压器中急剧降速，使气体的动能变为位能，即压力能。两种空气压缩机按其结构和压缩气体方式的不同，可分为以下几种型式：空气压缩机棗容积式棗往复式棗活塞式膜片式回转式棗叶片式螺杆式液环式转子式速度式棗离心式轴流式，此外，按压缩介质和用途不同，空气压缩机又可分为动力用空气压缩机和工艺用空气压缩机两种。前者压缩介质为空气，主要用于驱动气动机械、工具和物料输送；后者压缩介质 为所有气体，用于工艺流程中气体的压缩和输送。
目前广泛应用的各种气体空气压缩机有离心式、活塞式、叶片式、螺杆式等几种，由于润滑条件相对苛刻，需要使用合成油，一些以特殊气体为介质的空气压缩机也需要使用具有特殊性能的合成油。
2、合成油的类型及其性能
酯类油(双酯和多元醇酯)、聚烯烃(PAO)、聚烷撑二醇(PAG)和氟化硅油能满足大多数气体空气压缩机的应用要求，是目前气体空气压缩机使用最广泛的合成润滑剂。新近发现加氢裂解饱和烃是空气压缩机可接受的润滑剂。合成油具有独特的物理性能，在温 度极限、粘温特性和挥发性方面明显优于矿物油。
温度极限：
合成油解决的许多润滑问题与温度有关。为了防止水和其他致冷剂在空气压缩机系统中冷凝，所以空气压缩机的工作温度较高，超过一般润滑剂的耐热能力。使用矿物油，由于蜡的胶凝作用和差的粘温特性，在野外或无加热条件环境中空气压缩机起动困难，选择合成油可避免这些问题。
粘温特性：
比较了合成油与矿物油的粘温特性，说明合成油在极限温度能提供有效的润滑。合成油的粘度指数较高，在高温运转条粘温曲线比较件下提供较高的粘度，在低温下空气压缩机容易起动。运转过程中粘度较高的合成油为螺杆式空气压缩机提供高的容积效率。
挥发性：
合成油的挥发性低，该特性减少油的补偿，防止杂质被带入下一步骤中。合成油的蒸汽压比矿物油的小。
3、合成油在空气压缩机中的应用
空气压缩机的压缩介质有空气、烃类气体、化学加工气体、惰性气体和工业气体及致冷剂气体。现按不同压缩介质分别介绍气体空气压缩机用的合成油。
合成油在空气压缩机中的应用：
---离心式空气压缩机：
合成和加氢裂解饱和烃用于离心式空气压缩机的密封件、齿轮和轴承的润滑。此类空气压缩机使用合成油的主要目的是节能。某些工业气体生产厂中使用大功率(高达 5.88MW)离心式空气压缩机，总动力消耗达4.38万美元/月。
PAO具有长的水解安定性和优良的水分离性，使用PAO，一年的节能费用可以抵偿9个月因使用合成油增加的费用，此外能延长换油周期，延长油过滤器的使用寿命和检修间隔，减少停工时间。
炸药厂基于安全因素选择合成油。特殊配制的PAO化学稳定性好，可阻止硝化，使空气压缩机使用安全。
回转叶片式空气压缩机：
ISO 68粘度级多元醇酯可用于高温回转叶片式空气压缩机。这类空气压缩机在低压315.6℃下连续操作。润滑油的工作温度为148.9℃。
---螺杆空压机：
工作条件为0.689MPa、82℃的螺杆空压机使用PAO优于双酯，因为PAO长期水解安定性较好，并且与空气压缩机中的橡胶和塑料材料相容，与空气压缩系统配伍。
是注油式螺杆空压机用的各种润滑油的加速寿命试验结果。试验使用25HP螺杆空压机，在104.4~110℃下操作(通常为71~82℃)。
高粘度指数(HVI)润滑油的加速寿命和双酯相等(1800 h)，大大超 过两种溶剂精制的矿物油。HVI润滑油在正常操作下(单级螺杆空压机，0.689M Pa，71~82℃，相对清洁的空气)的工作寿命长得多。
用食品级PAO基础油配制与食品接触的符合美国食品和药品管理(FDA)法规21C FR178.3570的空气压缩机润滑油。原来的食品级螺杆空压机润滑油的寿命为4000 h。加入符合FDA添加剂后，食品级PAO在空气压缩机中的润滑寿命高达8000 h。
对工作温度高于93℃，连续重负荷的多级高压螺杆空压机来说，使用多元醇酯比PAO好，工作寿命可延长1倍。
二甲基硅油具有优良的粘度指数(VI=400)、热氧化安定性和水解安定性，但金属对金属润滑性差，已开发出改进润滑性的添加剂。改进的二甲基硅油已于20世纪70年代引入市场，在空气压缩机的使用时间已超过40000 h，使用结果令人满意。最大问 题是润滑油更换费用高，关键是气油分离器的设计和保养费用高。
---往复式空气压缩机：
在空气压缩机中使用合成油的主要原因之一是清洁，即减少油泥、沉淀和积炭。有机酯作曲轴箱润滑剂能提高清洁度，传热良好，减少摩擦和运动部件的阻力，从而减少维修和停工时间，减少动力耗费7.2%。曲轴箱使用合成油，节省动力3%，动力费以0.04美元/1500小时计算，节省的费用可抵销至少6个月因改用合成油而增 加的额外费用。
对于大型往复式空气压缩机的单程气缸润滑，常见的问题是在气缸和排气阀中形成残炭和油泥，引起频繁的维修和停车。另外残炭、锈蚀、润滑剂过量和高压作用使压缩系统在低于149℃的情况下自动起火，甚至引起爆炸。使用多元醇酯可以解决这些问题。换用合成油后，节省的费用可抵销1.6年因改用合成油增加的额外费用 。
合成润滑油在气体空气压缩机中的应用
---化学加工气体空气压缩机：
合成油成功地解决了化学加工气体空气压缩机润滑问题。化学加工气体与一般矿物油可能发生反应。由于矿物油有抑制催化剂的倾向，许多化工厂禁止使用此类润滑油。典型的化学加工气体包括氯代甲烷、二氧化硫、氯化氢、氨，混杂的加工气体如CO2、氯硅氧烷、氯化烃、含微量矿酸的气体等。当易反应的气体被压缩时，空气压缩机设备和润滑油受到化学腐蚀，且随温度、压力升高而加剧。合适的润滑油有PA O、硅油和加氢裂解饱和烃。
PAO和加氢裂解饱和烃有优良的抗化学腐蚀性。选择合适的基础油可以解决酸和其他易反应化合物相遇的空气压缩机润滑问题，但纯氧空气压缩机只能使用全氟烃油和氯化烃油。
加氢裂解饱和烃是比较新型的润滑油。原油馏分在300℃和20 785 kPa条件下接受加氢处理，硫、氮和氧化合物完全分解，芳香化合物转变为饱和环烷烃。再进行两次真空蒸馏，除去挥发物和其他杂质。脱蜡和第二次氢处理去掉残留杂质。基础油是稳定的异构烷烃和环烷烃的混合物，其润滑性与PAO相似。与其他合成油混合能进一步改善油的润滑性能。
氟化硅油是部分氟化的聚硅氧烷，除了纯氧和某些强氧化剂，几乎对所有的化合物具有完全的惰性，用于处理氯代甲烷、氯和HCl的空气压缩机。但氟化硅油因价格昂贵(超过800美元/加仑)而限制了它们的使用。
烷基甲基硅油在使用中形成韧性厚膜，具有天然的润滑性。该油在金属部件表面提供长期的保护性油膜，在HCl、CO2和含少量硫酸的氯代甲烷应用中提供有效 润滑。
---惰性气体和工业气体空气压缩机：
惰性气体和工业气体空气压缩机应用中气体纯度很重要，并且要考虑润滑剂可能产生抑制催化剂的活性作用。只有质量最好的基础油才能润滑N2、He、CO2等惰性气体和H2等工业气体空气压缩机。
PAO、加氢裂解饱和烃和PAG与上述气体不互溶，在回转式空气压缩机中提供更好的容积效率，为工业气体空气压缩机提供满意的使用。
---烃类气体空气压缩机：
除上述烃类致冷剂外，烃气体还包括天然气、油井气、垃圾气。
在轻烃气体空气压缩机中，由于稀释度低，也可以使用矿物油作润滑剂。但合成润滑剂在这些应用中具有可靠性，其独特的粘度特性和与烃的相容性使用系统工作效率提高。许多重烃气体空气压缩机必须使用合成油。
烃与大多数润滑油完全可溶，溶解度取决于空气压缩机的工作压力和温度。
在不同温度和压力下丙烷对ISO 220聚丙二醇的稀释度。在一定温度下压力升高，烃气对油的稀释度增大；而在一定压力下温度升高，稀释度减小。烃气溶于油，使油的粘度减小。如果稀释度太大，油的粘度减至不能提供充分润滑的程度，那么设备过早失效。
基于烃气的这些特点，合成油越来越多地用于烃气空气压缩机，包括垃圾气空气压缩机 ，油井气空气压缩机，各种高沸点蒸汽回收空气压缩机(如汽油、丁烯和己烷蒸汽)和天然气管线增压空气压缩机。
下面简要介绍各种烃气空气压缩机适用的合成油。
对于低沸点烃气，选择PAO作润滑油较好，尤其是含少量强酸和氯杂质的垃圾气。垃圾气空气压缩机润滑油还要加入合适的抗磨剂和抗氧剂。
油井气含有低、高沸点烃、水和硫化氢混合物，为这些空气压缩机配制的PAG能提供良好的抗水性，抗稀释性，也可以防止高浓度硫化氢引起的腐蚀。
PAG防止烃气稀释的能力很强，适用于蒸汽回收空气压缩机。回收己烷和丁烯蒸汽的大型螺杆空压机的费用达5000美元/天。PAG提供优良性能，油的携带量、补充量极少。每年只需更换一次润滑剂以保养设备。
烷基甲基硅油混合物因其良好的油膜保持能力而用于大型天然气管道增压器气缸润滑。需改进气缸供油系统，系统改进费用因所用润滑油的效率提高，维修减少，不到一年就抵销，且润滑剂的耗量减少20倍。
天然气和其他烃气还用作燃气涡轮发动机燃料。空气压缩机为涡轮的连续操作提供流速和压力适当的气体，这种情况下即使气体带少量的矿物油也会在涡轮的气体输入孔形成积炭，阻碍流动，引起断火，因此也必须使用合成油。
4、结论：
（1）使用合成油和加氢裂解饱和烃作润滑剂能有效地改进螺杆压缩机的工作性能，包括延长换油周期，减少磨损，减少部件的更换频率，操作过程清洁，节能，减小火灾和爆炸危险，减小污染，减少待工时间和生产损失。
（2）空气、化学加工气体、工业气体、惰性气体，特别是致冷剂气体和烃类气体空气压缩机使用合成油，其中PAO，有机酯(双酯和多元醇酯)、硅油和加氢裂解饱合烃能满足大多数空气压缩机的使用要求。
(3）对于大型往复式江苏空压机的气缸润滑，需进一步改进现存的加压注油润滑系统才能获得使用合成润滑油的最大效益。
空压机进水及空压机油系统进水的解决方法
常州空压机进水的解决方案：
(一) 空气压缩机有异响
1、气缸内有响声
① 气缸内掉入异物或破碎阀片，清除异物或破碎阀片；
② 活塞环过分磨损，工作时在环槽内发生冲击，更换活塞环；
③ 连杆大头瓦、小头衬套及活塞横孔磨损过度，应更换之；
④ 活塞顶部与气缸盖发生顶碰，应调整间隙；
⑤ 气缸内有水。
2、 阀内有响声
① 进，排气阀组未压紧，应拧紧阀室方盖紧固螺母：；
② 气阀结合螺栓、螺母松动，拧紧螺母；
③ 阀片弹簧损坏，及时更换；
④ 阀片与阀盖之间间隙过大，调整间隙，必要时更换阀片
3、曲轴箱内有响声
① 飞轮未装紧或键配合过松，应装紧；
② 连杆螺栓未拧紧，紧固之；
③ 连杆瓦磨损过度，换新瓦；
④ 主轴承损坏，更换轴承；
⑤ 曲轴上之挡油圈松脱，换新挡油圈。
(二) 润滑系统的故障
1、润滑油太脏，应换洁净的润滑油；
2、油位过高或过低，调整油位至规定范围
3、油牌号不对，应按说明书要求换油：
4、击油针折断，应更换；
(三)、各级压力不正常(偏低或偏高)
1、进、排气阀的阀片或弹簧损坏，漏气，应更换；
2、空气滤清器堵塞严重，应清洗；
3、进、排气阀的阀座上夹有脏物，漏气，清除脏物；
4、气管路有漏气或冷却器漏气，修理之；
5、活塞环，气缸磨损严重，漏气，应更换。
(四) 排气温度或冷却水排水温度过高(指水冷式)
1、气缸拉毛使气缸过热，修理气缸，活塞；
2、冷却水路堵塞，气缸、气缸盖，螺杆空压机冷却器内积垢过厚或堵塞，清除水垢或堵塞物；
3、冷却水量不足，加大冷却水流量；
4、排气阀漏气或阀弹簧，阀片损坏、更换损坏零件；
5、进、排气阀结炭，使气体通道不畅，清理结炭。
(五)排气压力表跳动
1、进、排气阀片或弹簧滞住，检修；
2、压力表损坏，更换之；
3、仪表管路有异物。清理吹除。
(六)排气量减小
1、气阀漏气，研磨修理或更换新件；
2、空气压缩机转速过低于额定转速，检查线路电压、频率检修或更换电机；
3、空气滤清器堵塞，气管路漏气，清除滤网下粉尘，修理管路；
4、活塞上止点间隙过大，减少气缸垫、降低余隙容积；
5、活塞环、刮油环、气缸磨损过度，更换磨损件；
空气压缩机油系统进水原因分析及防治:
1.基本情况
空气压缩机连续出现轴振动联锁，在两个月内造成空气压缩机非计划停车4次，其中导致乙烯装置整体停车2次，经济损失非常大。对空气压缩机组的工艺流程和设备状况进行了全面的分析和检查，在分析润滑油取样时，发现油箱内有较多游离水存在，油内水含量远远超过0.1%的允许值。乙烯裂解气压缩机由E—GBT201透平驱动，设有专门的润滑油站，储油量8000L，用油为MOBIL DTE OIL MEDIUM透平油，其40℃时的运动粘度46mm2/s，最低燃点为201℃。该透平油同时作为透平和压缩机的密封油和润滑油，并作为透平调节系统的控制油。
2.原因分析
通过比较油箱底部每天的排水量，发现每天有大约10~20L游离水排出。这说明外界水进人压缩机油系统是连续的，有3种原因可能引起油系统进水，①油冷器出现泄漏。②油箱或脱气罐加热盘管泄漏且隔板泄漏。③蒸汽透平侧润滑油进水。
由于油冷器管程冷却水压力只有0.45~0.48MPa，而壳程润滑油压力在正常运转时达到2.4MPa，两侧压差接近2MPa，泄漏时，冷却水回水一定带油。通过检查冷却水回水COD值，并未发现有油。因此，油冷器泄漏原因可以排除。对油箱、脱气罐加热层油质进行分析，与润滑油进行对比可以判定加热盘管工作正常。对透平汽封情况进行检查，发现透平汽封漏气较大，汽封疏水是从汽封体较低部位的一个孔排出的，但如果蒸汽泄漏量太大或疏水不好，将有蒸汽或冷凝水越过，漏出的部分蒸汽将通过轴承油封进人润滑油系统。
3.防治措施
首先疏通了底部疏水孔，油箱的日排水量降为5L，情况有所好转，但仍未能彻底解决润滑油带水问题。为此在轴承箱油封外侧加了氮气密封线，轴承箱内润滑油油压为1. 8MPa，如果通人的氮气压力过大，一方面氮气会通过油封进人轴承箱，影响润滑油的正常工作，另一方面会造成江苏空压机较大的浪费。所以在实际生产中把通人的氮气压力控制在0.05~0.07MPa左右，从而在隔热板与油封外侧维持一定的正压，使透平泄漏蒸汽不能进人隔热板内，从根本上避免了凝结水进人润滑油系统。经处理后油箱日排水量接近于零。继续观察了一个月，油箱底部未发现有水排出。由于生产流程和工艺条件的限制，机组油系统完全无水分是很难做到的，及时排除油系统中水分，非常必要。 |
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